9. Физиологические функции у животных и общие механизмы их регуляции

Физиологические функции – это различные проявления жизнедеятельности организма (обмен веществ и энергии, раздражимость, рост, развитие, старение, пищеварение, кровообращение, дыхание, размножение и пр.). Физиологические функции реализуются согласованной работой систем организма – пищеварительной, дыхательной, сердечно-сосудистой, репродуктивной и др.

9.1. Понятие о внутренней среде организме и гомеостазе

Подавляющее большинство клеток, тканей и органов, кроме наружных покровов, не соприкасаются с внешней (окружающей) средой, а окружены тканевой, межклеточной, или интерстициальной жидкостью. Из этой жидкости в клетки поступают все необходимые для них вещества и в нее выделяются продукты их жизнедеятельности.

Тканевая жидкость образуется путем выпотевания, или транссудации плазмы крови из кровеносных капилляров. От плазмы крови тканевая жидкость отличается меньшим содержанием белков. После обмена веществами между клетками и тканевой жидкостью ее состав изменяется: в ней уменьшается количество кислорода, питательных веществ и увеличивается количество продуктов обмена веществ, а также появляются новые вещества, синтезированные клетками.

Отток тканевой жидкости осуществляется двумя путями: либо она всасывается в венозную часть капилляров, либо в лимфатические капилляры и превращается в лимфу. Лимфа движется по лимфатическим сосудам, собирается в более крупные и через шейный и грудной протоки поступает в переднюю полую вену, где смешивается с венозной кровью. Сколько тканевой жидкости образуется, столько же возвращается обратно в кровь.

К внутренней среде организма относятся: тканевая (межклеточная) жидкость, кровь и лимфа. В узком понимании внутренняя среда организма – это только тканевая жидкость. Несмотря на непрерывный обмен между клетками и тканевой жидкостью ее количество и состав остаются постоянными. Постоянство химического состава и физико-химических свойств внутренней среды организма называется гомеостазом. В более щироком понимании понятие гомеостаз включает также механизмы поддержания постоянства внутренней среды, то есть различные регуляторные механизмы.

Основные параметры гомеостаза (физиологические константы):

• ионный состав плазмы крови (особенно натрий, калий, кальций, хлор);

• концентрация общего белка и глюкозы крови;

• содержание кислорода и углекислого газа;

• коллоидно-осмотическое давление плазмы крови:

• температура крови:

• кислотно-щелочное равновесие крови (рН):

Сохранение гомеостаза – главное условие благополучия и здоровья организма. Гомеостаз осуществляется благодаря высокоразвитым механизмам, изменяющим физиологические функции при различных воздействиях внешней среды (сезонные и климатические факторы, наличие или отсутствие воды, корма, при внешней угрозе и пр.), или при изменении физиологического состояния животных (спячка, сон, бодрствование, физическая нагрузка, беременность, лактация и пр.). Во всех подобных случаях изменения гомеостатических констант носят приспособительный, или адаптивный характер и не являются патологией.

9.2. Нейрогуморальные механизмы регуляции физиологических функций

Физиологической регуляцией называется активное изменение функций организма, направленное на обеспечение оптимальных условий жизнедеятельности, а также сохранение гомеостаза.

Физиологические функции регулируются двумя системами – нервной и гуморальной.

Гуморальная система (гумор – жидкость) – самая древняя, имеется и у растений, и у животных. Она осуществляется биологически активными веществами, образующимся в организма или поступающими извне.

К таким веществам относятся:

• электролиты (катионы и анионы);

• кислород и углекислый газ;

• глюкоза, органические кислоты, мочевина и другие метаболиты;

• нервные медиаторы (вещества, образующиеся в нервных окончаниях и являющиеся посредниками между нервом и органом);

• цитомедины (вещества, передающие информацию от одних клеток другим);

• гормоны, нейропептиды.

Нервная, или рефлекторная регуляция – более молодая, появилась на более позднем этапе эволюции.

По строению нервная система подразделяется на центральную и периферическую. Центральная нервная система – это головной и спинной мозг, где находятся нервные центры и основная масса нервных клеток. Периферическая нервная система – это отростки нервных клеток, формирующие нервы, которые идут к органам.

По функциям нервная система подразделяется на соматическую и вегетативную. Соматическая , или двигательная нервная система иннервирует органы движения – скелетные мышцы. Вегетативная нервная система иннервирует внутренние органы - пищеварения, кровообращения и др.

Вегетативная нервная система включает два отдела – симпатический и парасимпатический, и их влияние на органы обычно бывает противоположным.

Основная форма деятельности нервной системы – рефлекторная. Рефлекс – это ответная реакция (ответ) организма на раздражение при участии нервной системы. Рефлекторная дуга – путь, по которому проходит возбуждение, или импульс, или потенциал действия (синонимы) от места раздражения до исполнительного органа.

Схема рефлекторной дуги:

1 – рецепторы, или чувствительные нервные окончания. Воспринимают раздражение из внешней среды (экстерорецепторы) или из внутренней среды организма (интерорецепторы).

2 – Центростремительный, или афферентный, или чувствительный нерв.

3 – Нервный центр.

4 – Центробежный или эфферентный нерв.

5 – Исполнительный орган, или эффектор.